成果简介
基于纳米材料薄膜的可拉伸应变传感器引起了人们对智能皮肤应变感知的广泛兴趣。然而，使它们在宽线性工作范围内实现高灵敏度仍然具有挑战性。本文，北京航空航天大学De Gong等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“High-Performance Strain Sensors Based on Au/Graphene Composite Films with Hierarchical Cracks for Wide Linear-Range Motion Monitoring”的论文，研究提出了一种简便的策略来制造基于具有分层裂纹的金/石墨烯复合薄膜 (AGCF) 的可拉伸应变传感器，并展示其卓越的传感性能。
AGCF 应变传感器具有高灵敏度（测量因子 (GF) ≈ 153）和良好的线性度（R 2≈ 0.9975) 在宽工作范围 (0–20%) 中具有超低超调量（在 20% 时约为 1.7%）、快速响应（<42.5 ms）以及出色的循环稳定性（1500 次循环）。此外，这些可图案化传感器可以通过图案设计进一步实现更高的 GF（~320）。研究了中间褶皱SAGFs在形成分层裂缝中的主导作用，并详细揭示了所形成的分层微观结构的线性传感机制。此外，AGCF应变传感器还用于人体和电子鸟的运动监测。由于卓越的多功能性、可扩展的制造和集成能力，这些传感器显示出构建智能皮肤的巨大潜力。
图文导读
图1. AGCF 应变传感器的制造和表征。
图2. AGCF 应变传感器的机电特性
图3、 分层裂纹微观结构的形成和应变响应特征
图4. AGCF 应变传感器在监测各种人体运动中的应用
图5. 基于 AGCF 应变传感器的感官矩阵面板，用于电子鸟翼的运动监测。
小结
总之，本文开发了基于具有分层裂纹的 AGCF 的具有高灵敏度和出色线性的可拉伸压阻式应变传感器。无创运动检测应变传感器在可穿戴健康监测平台或仿生机器人中具有巨大的潜力，可以以准确可靠的方式进行大范围检测。由于卓越的传感性能，加上可扩展且成本效益高的制造，AGCF传感器可与电子产品的标准制造集成，并有望推动未来多功能智能皮肤的发展。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.2c10226
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